有线电视频道增补器设计论文.doc

四川理工学院毕业设计（论文） 有线电视频道增补器设计学 生: 杨文攀学 号：06021028360专 业：电子信息工程班 级：电子信息工程 2006.3指导教师：王贤秋四川理工学院自动化与电子信息学院二一 年 六 月摘 要本设计是以8031单片机为控制核心，外部陪以存储器存放程序，配合遥控器，实现对频道增补器的近距离遥控，以及由8031单片机构成的主控部分接受外部指令控制各种信号。本机利用内部的高频头和微处理机等元器件接收电视信号以及相关信息并进行处理叠加后送到电视机实现相关功能。本频道增补器控制性强、灵活性强、发展潜力大，具有很高的应用价值以及广大的市场前景。关键词：有线电视；增补频道；传输；接收ABSTRACTThe design is based on 8031 for the control of the core, accompanied by an external memory storage procedure, with the remote control, to achieve close to the channel added to the remote control device, and by 8031 some form of controlling various signals to accept external control commands.This machine is used within the high-frequency components such as head and microprocessor to receive television signals and processing information and sent to TV after superposition of the relevant functions.Channels added to the device controlling the intensity, flexibility, development potential, high value and broad market prospects.KEYWORDS: cable；additional channels；transmit；receive 目录摘 要IABSTRACTII第1章 前 言1第2章 方案论证52.1 群变换式52.2 AV解调式62.3 二次变频式6第3章 硬件设计83.1 频道增补器的功能83.2 频道增补器面板说明83.2.1 红外发射器的面板说明83.2.2 频道增补器面板按键103.3 遥控信号发送电路103.3.1 M50462p集成电路113.3.2 红外线发射电路123.4 频道增补器电路163.4.1 遥控信号接收电路163.4.2 高频头电路173.4.3 E2PROM(串行)213.4.4 微处理器接口电路243.4.5 电源电路28第4章 软件流程30第5章 结束语45致谢46参考文献47附 录48第1章 前 言 有线电视是用高频电缆、光缆和微波等来传输，并在一定的用户中分配和交换声音、图像、数据及其它信号的电视系统。有线电视发展至今已有四五十年的历史了。开始，人们为了解决电视信号阴影区居民收看电视的困难，在山顶上架设了增益较高的大型天线，通过电缆把天线接收下来的信号传到居民区分配给各用户，这就是最早的公共天线电视（Master Aerial Television,简称MATV），后来发展成具有简易前端的功用天线电视（Community Antenna Television,简称CATV）系统，最后发展成今天的有限电视系统（或称为电缆电视系统，Cable Television，也简称为CATV）。有线电视电视在我国已获得了极大的发展和广泛应用，越来越多的用户通过有线电视系统收看到了众多的高质量的电视节目，随着信息技术的迅猛发展，在有线电视系统中采用邻频传输技术可以充分利用有限的频率资源，使增补频道在有线电视系统传输中得到广泛应用，但很多有线电视不能收看到增补频道或只能收看到部分增补频道，普通的有线电视已经不能满足人们的正常生活所需，因此，有线电视频道增补器应运而生。1有线电视频道增补器简介有线电视的信号是通过电缆闭路传送的,其场强大小受到严格控制,一般不会辐射出来干扰其它设备,为了充分利用频率资源,降低有线电视传送设备成本,提高传送质量,增加电视频道数,国家又把这两处空白频率重新划作为增补频道,专门用于有线电视.增补1-7频道在标准12-13频道之间。 电视机使用的频率范围也有波段之分。电视机使用的是米波段和分米波段。米波段的频率范围是30300MHz，又称甚高频段。我国电视广播在米波段使用的频率范围是48.5223MHz，内设有12个电视频道，每一个电视台在播放电视节目时，占用一个频道；分米波段的频率范围是470958MHZ，内设有56个频道，即1368频道。甚高频段与特高频段，即168频道统称为全频道。既能接收甚高频段又能接收特高频段节目的电视机，称为全频道电视机。 目前，普通的电视所使用的VHFI波段和VHFIII波段，不能利用U段和V段之间的频率资源，而在V段中，72.576M，92167M的频率资源以挪作它用，不能再用来发射电视信号，否则会产生严重的干扰。在有线电视系统里。喜好传输的媒质不是空间而是电缆，因此能充分利用上述没有用到的频率资源而不受任何干扰。而放在这些频率资源中的频道叫做增补频道。由于老式电视机高频头的结构所决定，因此不能收到增补频道的节目，所以必须有一个装置，把增补频道变换到V段和U段某一个固有频道播出。而频道增补器就是为满足这种需要而专门设计的。频道增补器又叫机上变换器或有线电视电脑选台器，它是一种新型的家用电子产品，可以接受48550MHz频率范围内的所有标准电视频道及增补频道，然后，将其转换为一个固定的电视频道输出供电视机接受，这样频道增补器可以使任何一台电视机都能接收到有线电视网传送的全部电视信号频道，并能使非遥控电视机具有遥控功能，使那些只有8个频道预选器的老型号电视接收机扩展频道数量，满足有线电视发展的需要。由于采用数字频率合成技术，所以能使收看效果提高。 传输给电视机的电源 电 视 机 变 频 器 AC OUT AC IN 220V电源 AC IN CATV进户信号 IN CATV信号 OUT CATV信号 IN 传输给电视机的信号图1-1 有线电视频道增补器外部链接图2故障及检修频道增补器可将有线电视的增补频道节目移到UHF频道上,使非全频道的老式电视机可以接收到增补频道电视节目。其工作原理是：电视信号经高频放大混频后实现频率移动，当收视发生故障时，只要将有线电视线直接与电视机相连，若故障消失，就可以判断是否为频道增补器的故障。以下是维修频道增补器的几个检修实例：故障现象一：电视机图像扭曲成S状，初步判断是由于频道增补器直流电源中的交流纹波过大，纹波经电路耦合到电视信号中去所致。用万用表检查直流供电电源电路，粗测滤波电容的容量，发现直流电压输出位置的电解电容充电时间明显偏锈电容替代原来的电容，故障即消失。故障现象二：电视机可以收到增补频道，但有的节目图像淡雪花点多，调节频道增补器的灵敏度旋钮，图像质量有所改变但不明显。分析故障原因：由于能接收增补频道，频率变换部分应无问题，可能是信号通道衰减过大所致，检查放大器电路及晶体三极管没有发现问题。该频道增补器的电视信号输入端与一个电位器并联，分压后再加到放大器的输入端，该电位器1 k，是灵敏度调节电位器。怀疑是输入电路问题，用万用表测量该电位器阻值，发现电位器调到最小时与输入端仍有近300 的阻值，因此使得通道衰减过大，当有的电视频道信号较弱时就会出现图像淡雪花点多的现象，换上一个新电位器故障排除。 故障现象三：电视机开机后凡是增补频道的节目图像质量都不太好,若用频率微调可以使图像正常,但几分钟后又变差，若不进行频率微调几分钟后又逐渐恢复图像正常。其原因是某些与频率有关的器件热稳定性不好，检查后更换混频晶体三极管LP1001后恢复正常。此故障也有可能是与谐振回路有关的电容、电阻、变容二极管等热稳定性差所致。12 本设计利用单片机8031作为整个系统的主控部件，利用用于红外系统作接收机的遥控器前置放大芯片CX20106A、MC44802、电视频道预选集成芯片M58658P，我们还要用到EPROM芯片2716来放指令和频道数据等，由于P0口是数据和地址复用，因此必须用到锁存器74LS373（低电平锁存）对低位地址加以锁存。 频道增补器电路主要由遥控信号接收电路、高频头电路、EEPROM（串行）、微处理器接口电路和电源电路组成。 遥控信号接收电路的作用是将接收的红外遥控信号转换成电信号，并加以解调输出，送给微处理器进行译码处理，译出指令并执行相应的操作程序，再通过执行部件实现对频道增补器各种功能的遥控。 高频头电路由1.3GHz的锁相环电路和调谐电路组成。其中锁相环电路功能是由MC44802芯片实现。 EEPROM（串行）由M58658P实现。M58658P是串行输入/输出1024位电可改写或改编程序的只读存储器。它由每字16位的64字节编组，串行地通过 1位双向母线传输数据和地址。 微处理接口电路由单片机8031实现。 电源电路由三端集成稳压器W7805、W7812、调谐电源稳压电路UPC574J组成。 第2章 方案论证 加装有线电视频道增补器是在有线电视输出口和电视机输入口间插一台增频器，从而达到增加接收频道的目的。目前，有线电视频道增补器有群变换式、AV解调式、二次变频式这三大种。2.1 群变换式群变换式频道增补器结构简单，它的原理是将增补频段上的节目通过频谱搬移技术，将增补频段的节目搬移到标准频段上（UHF频段），这样，一般电视机通过它就可以接收到增补频道节目了。这种增频器工作不稳定，插入损耗较大，所以它要求的输入信号在65DB以上，并且其工作频率最高只能达到400MHZ以下，输入的电视节目不能超过28套，否则会产生较多的网文干扰，这种增频器只能用在400MHz以下的有线电视系统。 干线入 去片区 （变为标准频道） Z8Z16混合输入滤波 自办节目 群变换本振 图2-1 群变换式42.2 AV解调式这种增频器实际上是将普通电视机的高频调谐，中频放大，图像检波与伴音解调以及微机控制这几个部分电路集成而成，分别输出视频信号和伴音信号，它通常内置一个射频变换盒，将视音频信号变为一般的高频载波信号输出到电视机的天线输入口，这种增频效果一般，最适合于老式按键选台的彩色电视机使用，对于较新型的电视机用它就不适合了，因为较新型的电视机其中放都采用了较先进的电路对信号进行处理，提高接收信号的质量，如果加入增频器，将使这些电路失去作用，从而使接收的图像达不到原机的水平。 本振中放滤波中放混频输入滤波解调调制 输出 载波发生器 图2-2 AV解调式2.3 二次变频式二次变频式频道增补器引入了微机控制和锁相环技术，带有遥控器，它的原理是将所有的电视频道通过一次上变频在某一个固定频率上（600MHz）。后再经过二次下变频输出到电视机，这种增频器由于加入了微机控制和锁相环技术，所以输出的信号较为稳定，拍频干扰少，不过其插入损耗还是较大，要求输入的信号电平在60DB以上，最高工作频率只能到550MHz。第一本振带通放大混频低通 输入放大混频 输出 第二本振 图2-3 二次变频式 由于采用二次变频式频道增补器的输出信号较为稳定，拍频干扰少，且带有遥控器，因此，本文采用二次变频方式设计有线电视频道增补器。 第3章 硬件设计3.1 频道增补器的功能本频道增补器设计包含以下功能：1.微电脑全功能红外遥控2.数字频率合成调节3.48550MHz调谐宽带4.固定1频道输出5.频道直接选择6.频道上/下搜索7.频率微调8.有 32个记忆频道9.能遥控交流开关彩电3.2 频道增补器面板说明频道增补器的射频输入端与CATV用户端用75欧姆的电缆相连，并用同样的电缆，把频道增补器的射频输出与电视机的天线孔相连，然后把电视机的电源插头插入频道增补器的电视机插座处，即可实现红外遥控交流开关机，否则不能实现。3.2.1 红外发射器的面板说明 红外发射器的面板如图3-1所示，turn键为预置状态转换键，当频道增补器刚上电时，即为非预置状态。当按下turn键是就能变成预置状态，再按一下又回到非预置状态，循环反复。 0 1 2 on 3 4 5 off 6 7 8 CH+ 9 微+ 微- CH- CLR M turn 图3-1 红外发射器面板非预置状态的功能频道+，频道-，微调+，微调-，记忆键（M），频道直接选择，交流开关机。频道直接选择必须按下两位数，如1频道，就要按01，否则无效。当按下频道数或频道CH+、CH-，发现图象或声音不好的话，可以按微+或微-来调节。如果以后还想看该频道，可以按记忆键（M）保存，以后就可以直接调用。按CLR键在非预置状态下无效。预置状态功能频道+，频道-，取消记忆频道（CLR），交流开关机，频道直接选择。频道+,频道-，交流开关机，频道直接选则的用法与非预置状态基本相同。但此状态下的频道数是与存贮的顺序相对应的。CLR键能取消当前频道存贮的数据。 遥控器电源遥控器电源为2节IEC“R6”规格的电池。电池的寿命要看遥控器使用的次数，一般为一年。每年检查一次，及时更换电池。其他注意事项1.遥控器发射的红外线应直接对着频道增补器前部的红外遥控接收器2.阳光的直射回干扰红外线的接收3.频道增补器上的红外遥控接收器的光敏角度是从中心向各方延伸约30度4.遥控器有效范围是距频道增补器前部7米内3.2.2 频道增补器面板按键 如图3-2所示，微+，微-,CH+,CH-的用法和遥控器的用法相同，按下开关键给频道增补器上电。两数码管式显示当前频道。本面板的设计是在遥控器失效的情况下也可以使用频道增补器。 开关 微+ CH+ 微- CH- 图3-2 频道增补器面板3.3 遥控信号发送电路遥控信号发送电路入图3-3所示，他包含一个一M50462P集成电路为主题的遥控信号发送电路，包括键盘矩阵、M50462P集成电路和放大驱动器。它的电源工作电压为3V，动作时电流为0.1mA，不动作是做大电流为0.1uA，故可采用两节5号电池供电。图3-3 遥控信号发送电路 3.3.1 M50462p集成电路M50462p内部包含：键盘编码电路、扫描信号发生器、振荡电路、时钟电路、指令译码电路、PCM调制电路及输出缓冲电路等。各电路中间的连接关系如图3-4所示。内部时钟电路的主要功能是将振荡电路与外部的LC组成的振荡器产生的300KHz信号进行12分频后得到25KHz的载波信号。I1I8键输入线和AH键扫描线组成8*8键盘矩阵。每当按下一个键时，就可以产生一个16位的PCM码。它共有72个指令，其中64个指令只需要按一个键，另12个指令需双重按键。键的输入编码器接收后，判断出各键的位置，键盘输入编码器输出的编码信号送到指令信号译码器，其目的是进行码值转换。因为键位扫描得来的编码值受扫描方式等限制.只能用来识别是哪个键按下了。因而不一定能与接收端所配用的微处理器集成电路的码值相一致，为了达到接收端能识别的目的，就要依靠指令信号译码器重新编码，输出重新编码后的信号。该集成电路还采用客户码转移器，通过它加上其它识别信号以区别不同厂家和不同机型发射的控制信号。指令译码器和用户码转换器输出的信号送到码调制器，它便产生25kHz载波脉冲信号，再经输出缓冲器由23脚(OUT)输出。键编电路I1 13 C5 C4 I2 14 22 21I3 15客户码 转换指令信号译码器I4 16I5 17I6 18定时产生器I7 19码的调制电路扫描信号发生器I8 20 4 CNTR 振荡电路输出缓冲5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 23A B C D E F G H OSC OSC OUT IN OUT图3-4 M50462p各电路之间的连接关系 3.3.2 红外线发射电路 红外线发射电路由二极管D1 (LTD001CR) 和三极管V1（2SC9015C）组成。 二极管D1为红外发射管，在电流的驱动下，发出长约9400A的红外线光。三极管V1为红外线发射管D1的驱动管，该三极管工作在开关状态。当无信号输出时，输出端OUT下为高电平，使V1截止，发射管不工作。当输出端指令码时，指令码经三极管V1驱动后，加到红外线发射管D1上，将指令码以红外线的形式发射出去，完成遥控功能。14 发射出的指令码的载波频率为25KHz，一个传送信号脉冲的宽度为0.4ms，在一个脉冲有10个频率为25KHz的方波，如图3-5所示。传送码“0”与“1”的区别就在于传送信号脉冲间隔的大小，如图3-6所示，编码为“1”时，两个脉冲间隔是3.2ms ,“0”时设定为1.6ms。一个传送指令的码由16位的编码即17个脉冲组成(见图3-7)。 在接收端，为了避免其它遥控系统的千扰，需要检查有没有17位数据。具体地说，在第17个脉冲之后，在64ms时间内检查是否有18个脉冲。在16位的传送码中，前8位为用户码，后8位为数据码。在C0一C7的用户码中，C4、C5由C4、 C5控制。输入C4或C5;在“L时C4或C5为“1，反之“H”时为“0。M50462P中用户码C0一C7由1110XX10（X:可为“0，也可为1”)形成组成。图3-5传送信号脉冲比特0比特1图3-6传送码0与1C1C1C2C3C4C5C6C7D0D1D2D3D4D5D6D7 客户码 数字码图3-7 红外遥控发射器程序流程图见图3-8。开 始 OUT置1 关红外发光二极管 全行置0有按键否？ N Y 延时10ms 确有按键？ 延时去抖 8列完否？ Y 逐行扫描 Y N 键扫描 调整为下一行 该行有键？ N Y 确定列号和行号 定键号根据传送码对300KHZ进行调制和编码根据键号查表得传送码 由OUT送出传送码键释放吗？ N Y 图3-8 红外遥控发射器程序流程图有关矩阵键与传送码的关系见表3-1所示。表3-1 矩阵键与传送码的关系键输入数据D0 D1D28进制码键输入数据D3D4D58进制码 A 0 0 0 0 I1 0 0 0 0 B 1 0 0 1 I2 1 0 0 1 C 0 1 0 3 I3 0 1 0 2 D 1 1 0 4 I4 1 1 0 3 E 0 0 1 5 I5 0 0 1 4 F 1 0 1 6 I6 1 0 1 5 G 0 1 1 7 I7 0 1 1 6 H 1 1 1 8 I8 1 1 1 73.4 频道增补器电路3.4.1 遥控信号接收电路遥控信号接收电路的作用是将接收的红外遥控信号转换成电信号，并加以解调输出，送给微处理器进行译码处理，译出指令并进行相应的操作程序，再通过执行部件实现对频道增补器各种功能的遥控。红外遥控接收器由红外检波二极管D1，放大集成电路IC1和外围元件组成，如图3-9所示。图3-9红外遥控接收器 IC1（CX20106A）是红外线遥控预放器集成电路，它是8脚双极性集成电路，主要由放大级、限幅放大级、带通滤波器（BPF）、信号检波器和整形器组成。CX20106A集成电路有以下特点：1. 低功率损耗（当Vcc=5V时为9mW）2. 低电源电压（Vcc=5V）3. 带通滤波器制造在块内机片上，它没有使用电感，所以能防止电池干扰4. 内装的滤波器可以外加电阻改变中心频率5. 可以直接连接到发光二极管6. 集电极开路输出可以直接接到TTL和CMOS遥控信号是调制在红外线上的以25kHz为载频的脉冲信号，当遥控接收器工作时，红外检波二极管D1，检出载频25kHz的脉冲信号从IC1的1脚输入到前里放大器的正向输入端。该放大器加有自动幅度输入水平控制电路(ABLC)，防止输入信号过大而使放大器过荷。经前置放大后的信号再送到限幅放大器，滤除杂散的调幅干扰，并将较强的信号送到中心频率为25 kHz的带通滤器。IC1的5脚接有电阻R3，调节R3可使滤波器的中心频率在1050kHz范围内变化。滤波器输出的信号经检波器检波后得到的指令码脉冲，再经积分电路和磁滞曲线比较器对脉冲整形，最后以7脚输出指令码脉冲。该指令码脉冲信号再送至8031的INTO,经处理后，发出命令执行相应的动作，其信号在各级电路的波形如表3-2所示。表3-2 各级电路波形图 波形 作用 40PP 前置放大器22.5PP 9.6ms 25khz 输入波形把光电二极管的信号电流转换为电压并进行放大 带通滤波器 输出波形用带通滤波器抑制噪声 滞后比较器 输入波形检测信号成分 输出 波形对信号积分并由滞后比较器输出矩形波3.4.2 高频头电路 本频道增补器采用的高频头具有48550MHz的输入频率带宽，频率稳定，内有1.3GH中的锁相环电路和调谐电路。高频头与单片机的连接入图3-10所示。 高频头CLOCK DATA 4M P3.1 P3.2 12PF +5V +33V +12V 图3-10 高频头与单片机的连接 上图中，1脚为时钟信号，2脚为数据信号，3脚的4M晶振供里面的1.3GHz的锁相环电路使用，4脚和5脚的电压供里面的锁相环电路使用，6脚的+12V电压供高频头电路使用。 高频头电路的内部有一个1.3GHz的锁相环电路，其功能是由MOTOROLA公司的MC44802芯片来完成的。锁相环路由可编程分频器、鉴相器、低通滤波器构成调谐器的本振的一路送往混频级，另一路送往可编程分频器n分频，输出频率为fosc/n1,此信号送往鉴相器。MC44802内有参考频率为4M的振荡器，经内部的m分频后产生频率为f 1=4M/m.该信号也送往鉴相器，参考频率的分频器也可编程。如上所述，鉴相器将使两路信号满足如下关系: fosc=n1/m x 4M （3-1） 通过分频系统n1、m的控制，从而控制了本振频率。 MC44802该芯片通过数据线和时钟线来获得频率转换制信息。这些控制信息包括一个地址和两个字节的数据或四个字节的数据。数据传送的四种形式和每一种缩写字的含义如下:1. STA CA CO BA STO2. STA CA FM FL STO3. STA CA CO BA FM FL STO4. STA CA FM FL CO BA STOSTA:开始信息STO:停止信息CA:地址CO:控制信息数据FM:频率信息数据（高位）FL:频率信息数据（低位）BA:波段信息数据传输过程如图3-12所示clockdata 1 7 1 7 8 9 1 7 8 9 STA ADDRESS R/W ACK CA DATA ACK DATA ACK STO3-12 MC44802数据传输过程芯片工作所需的五个字节信息：一个地址，两个字节控制波段信息，两个字节的频率信息，如图3-13所示。图3-13 芯片工作所需信息 在地址后面，芯片只能接收两个或四个数据字节，如果有三个数据字节被接收，则第二个数据字节将被忽略，如果有五个或更多的数据被接收，则第四个数据后的所有数据将被忽略.在每一个地址字节和数据字节最后必须有一个ACK脉冲，每一数据字节和第三数据字节有一个功能位，使该芯片能区分是频率信息还是波段控制信息。波段控制信息功能位为1,频率控制信息功能位为0。控制信息字节的每一位定义：Bit R0和R1定义参考分频器的分频率。四个分频率与R0、R1的对应关系见表3-3。表 3-3四个分频率与R0、R1对应关系Input DataReference DividerDivision RotioR1 R00 020480 110241 05121 1256波段信息：在本设计中只用到了B7，B6，B5。当他们为“1”时，三极管截止，该位所对应的波段将被切断，当为“0”时，三极管饱和导通，则该位所对应的波段将被接通。B7对应UHF波段，B6对应VHF波段，B5对应增补波段。可编程分频器：分频率=16384N14+8132N13+4N2+2N1+N0 （3-2）最大分频率为32767；最小分频率为17高频调谐电路高频调谐电路如图3-14所示第一中频放大器第一中频带通滤波器混频带通滤波器输入 第一本振第二中频放大器第二中频带通滤波器混频第一中频带通滤波器第二中频带通滤波器第二本振 输出 图3-14 高频调谐电路方框图 从用户终端来的信号经带通滤波 从用户终端来的信号经带通滤波器，滤去48M550M以外的信号，与第一本振信号(662.5MHz一1156MHz )混频，通过第一中频带通滤波器滤出第一中频(图象载频612.75MHz，声音载频606.25 MHz )，再经第一中频放大器，经过第一中频带通滤波器，与第二本振信号（662.5 MHz，使用晶振）混频，产生第二中频（图象49.75 MHz，声音56.25 MHz )，由第二中频带通滤波器获得，再放大，再经第二中频带通滤波器输出。第一本振是受44802的锁相环控制，由于锁相环电路的参考频率振荡电路使用石英晶体，因此第一本振与其有同样稳定度和准确度，因此第一本振信号的稳定度和准确度都很高。第一本振信号必须进行两级放大才能进入混频器，因为第一本振从662.5MHz到1156 MHz频率很高，放大倍数做不大。第二本振直接采用石英晶体，因此它的稳定度和准确定也很高。这样就保高频头良好的电气特性。3.4.3 E2PROM(串行)本频道存储预置频道数据用E2PROM,型号为M58658P。它的12脚与8031的P3.0相连，进行数据的存储与读出。M58658P芯片M58658P内部电路方框图如图3-15所示，M58658P是串行输入输出1024位电可改写或改编程序的只读存储器。它由每字16位的64字节编组，串行地通过1位双向母线传输数据和地址。M58658P的引脚图见图3-16。其引脚功能见表3-4所示。 高位地址寄存高位地址译码数据寄存器16bit存储寄存器(64字每字16bit) 低位地址译码 低位地址寄存MODESELECTLOGIC I/O缓冲CLOCKGenerator图3-15 M58658P内部电路方框图 图3-16 M58658P引脚图表3-4 M58658P引出脚功能说明引出脚符号功能1VSS基片衬底电压。通常连接+5V2VCC电源电压。通常连接-30V3、5、10、11NC空脚。通常5脚接地，3、10、11空脚4CS基片选择。用于“L”状态下电路选择6CLK时钟脉冲输入。用来选择工作方式7、8、9C1C3控制模式输入。CS为低电平时，所有的工作模式都要求12IO在接收地址和接收数据方式中用作输入端，在移位数据输出方式中用作输出端，在等待、读、抹和寄存模式中处于浮置状态13VGND接地端（0V）14仅为了试验，当正常工作时，此脚悬空 用两个连续的8位编码数标明地址,由加到C1、C2和C3的3位编码选择7种模式(接收地址、接收数据、更换数据输出、擦除、写入、读出和待机)，通过内部负书写脉冲存储数据，即通过有选择的隧道向MNOS存储器晶体管绝缘栅的SiO2一Si2N4界面充电。M58658P的集成电路具有以下特点：1. 逐字的电可改写2. 非易失数据的存储至少10年3. 写入抹去的时间为一字20ms4. 电源电压为-30V和+5V5. 抹去-写入的次数至少为105次6. 不刷新读取存储的次数至少为109次7. 5VIO接口下面对串行M58658P的工作情况作介绍:当C1, C2. C3三位控制线电位不同组合时可构成8种工作方式，其情况如表3-5所示。表3-5 串行M58658P工作情况端子方式准备输入数据输出数据输入地址写数读数擦除未用C1HLLHLLHHC2HLHLLHLHC3HLLLHHHL除最后一种未用以外，各种方式如下：1. 准备。当处于准备方式是，C1、C2、C3均为高电平，此时存储器不进行任何操作，内部也处于停止状态，使电路的前一方式处于稳定，一边进行下一步。此状态一般为5个时钟周期2. 输入地址。C1、C2、C3为H、L、L。其情况见图3-17的工作状态图3-17 输入地址工作状态共占16个时钟周期，地址码以串行方式输入，也占16个时钟周期，每一 周期为一位串行码，前8位为高位，后8位为低位，即可组成0077(8进制)的地址码，图14中地址码所代表的数为21。3. 输入数据。C1、C2、C3为L、L、L。无论存数或读数，数据均占16个时钟周期，即16位。每一个频道共有四个字节的数据，频率低位信息字节和频率高位信息字节构成一个字，控制信息和频率信息字节构成一个字。4. 清除数据。C1、C2、C3为H、L、H，此时数据码什么也不送即为清除，时间约占50ms。5.写入数据。情况与上同，仅控制线电位组合不同（L、L、L)。此操作时，数据线上也无数，只是将前一工作状态传送到数据缓冲寄存器的数据送入到存储器各单元。各种工作方式连续情况的波形见图3-18。 地址数据 写入数据 (备用) (地址输入) (备用) (清除) (备用) (数据输入)(备用) (写入) (备用)图3-18 各种工作方式联系情况波形图3.4.4 微处理器接口电路 单片机接口电路 本微处理器采用单片机8031，接口电路见图3-19。现把各部分元件的作用和原理进行介绍。8031的XTAL 1与XTAL2相连的两个电容为负载电容。因为晶体振荡器的振荡频率是由石英谐振器和外接的电容CL共同决定的。因此，出厂的石英谐振器，它的标称频率是在规定的外接电容值上校正的。负载电容CL可在手册上查得为30pF。EA接地是因为8031内部不带ROM ,EA=0，以便直接从外部ROM中取指令。1 为了识别指令代码，我们必须对发送过来的脉冲进行测试。由于“0”和1”代码区别在于脉冲的宽度，因此只要测试脉冲的宽度就行了。我们把定时器方式控制寄存器TMOD置为19H，T1为扫描数码管所用，T0就是为测试脉冲而设置。“0”与“1”的区别见图3-20。图3-19 微处理器接口电路图 图3-20 “0”与“1”的区别当上升沿到来的时候，计数器开始计数，到下降沿到来的时候停止计数，并响应中断。在中断服务程序里只要把计数器的内容放入内存缓冲区就行了，供主程序处理。脉冲宽度数值大约为:比特“0”： 216-1.2ms2s=64936=FDA8H (3-3) 比特“1”： 216-2.8ms2s=64136=FA88H (3-4) 当然这此值都是理论上的值，在调试程序和电路的时候，必须对这些值进行测试，测试所得值才是我们所需的判断用的值。在判断的时间，应该是一个很小的范围，而不是一个恒定的值，这个范围也需由调试而定。 2716为EPROM，放指令和频道数据等,由于只有一块EPROM，所以CE直接接地。由于P0口是数据和地址复用，因此必须用锁存器74LS373(低电平锁存)对低位地址加以锁存。PSEN为外部程序存贮器ROM的读选通信号，其与2716的OE相连，即当PSEN有效时，2716的输出缓冲器才打开，片内的信息才被读出。 下面介绍显示电路，CD4511为BCD七段锁定译码器，真值表见表3-6, BI为灭灯输入端，BI =0,ag=0;LT为测试输入端，当LT=0,则ag=1，数码管显示8,因此在使用CD4511的时候BI=1，LI=1。由于没有外存，因此CD4511的BCD码的锁存信号LE与WR相连，只要往任何外存写一个数据，就能将此数据写入CD4511。当VDD=5V时，CD4511的最大驱动电流为25mA ,当VDD=5V时，输出的电流和电压的关系见表3-7，发光二极管的正向压降为1.7V，三极管的饱和压降为0.1V,为了一定的发光亮度，把段电流设计为10mA，根据这些条件，则可以计算出每一段的限流电阻R：R=（4.10-1.7-0.1）10mA=230取R为240当数码管七段全亮时，IC=70mA，由于9014的=350，则IBS=70350=200A而IB=（5-0.7）15k=